钽在磷酸盐中等离子体电解氧化涂层耐腐蚀性能研究

目的 探究金属钽在磷酸盐中进行等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation,PEO)形成Ta2O5陶瓷涂层后的耐腐蚀性能.方法 在磷酸盐电解液中,采用等离子体电解氧化(PEO)方法,在金属钽表面形成Ta2O5陶瓷涂层.采用XRD、SEM和EDS等方法,表征涂层物相、形貌及元素组成,利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱,测试涂层的耐腐蚀性能.结果 在磷酸盐电解液中,金属钽PEO处理形成了晶态Ta2O5陶瓷膜.氧化膜初期形貌为"瘤子状",后为"沟回状".在3.5％NaCl溶液中进行动电位极化测试,相比于基体,涂层的腐蚀电流密度降低约4个数量级.PEO处理600 s形成的涂层,相比于基体,自腐蚀电位提高了约1.3 V,腐蚀电流密度为3.7?10–10 A/cm2,保护效率为99.97％;PEO处理1200 s,自腐蚀电位提高了约1.4 V,电流密度为1.46?10–10 A/cm2,保护效率为99.99％.在3.5％NaCl溶液中浸泡160 d发现,在30 d左右,钽基体表面已形成一层极薄的氧化膜,导致阻抗值持续升高,表明对基体有一定的保护作用.然而,PEO处理600 s形成的涂层在浸泡3 d后,低频区域阻抗值大幅下降,且随浸泡时间的延长,阻抗值持续降低.在160 d腐蚀后,电荷转移电阻仍然比未经过处理的金属钽高1个数量级.结论 在磷酸盐电解液中,钽经PEO处理形成的陶瓷膜层具有较强的耐腐蚀性能,PEO处理可大幅度提高钽的耐腐蚀能力.